DE2324994A1 - HYDROPOWER PLANT - Google Patents

HYDROPOWER PLANT

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Description

Wasserkroftanlage Die Erfindung betrifft eine Wasserkraftanlage, bei welcher der Wellengang großer Gewässer, insbesondere die Meeresbrandung, zur Gewinnung elektrischer Energie ausgenutzt wird. Hydropower plant The invention relates to a hydropower plant, in which the swell of large bodies of water, in particular the ocean surf, for Generating electrical energy is exploited.

Die bekannten derartigen Anlagen, deren besondere Bedeutung in einer billigen und sauberen Form der Energiegewinnung zu sehen ist, sind meist im Brandungsbereich der Küste als festeingebaute, also örtlich gebundene Anlagen ausgefuhrt. Dies hat den grundsätzlichen Nachteil, daß jede Anlage an die örtlichen Gegebenheiten angepasst werden muß, also als Sonderanfertigung hergestellt werden muß, bei welcher nur wenige Serien-Teile verwendbar sind. Außerdem entstehen bei den ortsfesten Anlagen durch die erschwerten Bau und Fundamentierungsarbeiten besonders hohe Kosten, welche die Wirtschaftlichkeit u. U. in frage stellen können.The well-known such systems, whose special importance in a cheap and clean form of energy generation can be seen mostly in the surf area the coast as permanently installed, i.e. locally bound systems. this has the fundamental disadvantage that each system is adapted to the local conditions must be, so must be made as a custom-made product, in which only a few Serial parts are usable. In addition, in the case of the fixed systems, the difficult construction and foundation work particularly high costs, which the Can put economic viability in question.

Diese ungunstigen Umstände fUhrten bisher dazu, daß verholtnismäßig wenig derartige Anlagen existieren, so daß das große Energieangebot der Meereswellen noch völlig ungenügend ausgenützt wird. In Anbetracht des steigenden Energiebedarfs und der Erfordernisse der Umwelt-Reinhaltung besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, eine Wasserkraftanlage der erwähnten Art zu schaffen, bei welcher eine größere Freizügigkeit bei der Auswahl des Standorts möglich ist und welche weitgehend serienmäßig herstellbar ist. Außerdem werden noch weitere bauliche und funktionelle Verbesserungen angestrebt.These unfavorable circumstances have so far led to the fact that proportionally few such systems exist, so that the great energy supply of the ocean waves is still completely insufficiently exploited. In view of the increasing energy demand and the requirements of keeping the environment clean is therefore the object of the invention in creating a hydropower plant of the type mentioned, in which a larger Freedom of movement in the selection of the location is possible and which largely comes as standard can be produced. There are also further structural and functional improvements strived for.

Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe bei einer Wellenkraftanlage der behandelten Art dadurch gelöst, daß die komplette Anlage auf einer schwimmenden, verankerbaren, Plattform angeordnet ist, wobei in Richtung der Wellenbewegung einsetzbare Speichervorrichtungen vorgesehen sind, welche ein Einströmen des Wassers in einen oder mehrere Behälter ermöglichen und ein Zurückströmen verhindern, so daß sich fUr die Speisung der Wasserkraftmaschinen ständig ein Wasservorrat bildet, dessen Niveau höher liegt als das Außenwasser.According to the invention, this object is achieved in a wave power plant treated species solved by the fact that the complete system on a floating, anchorable, platform is arranged, which can be used in the direction of the wave movement Storage devices are provided which allow the water to flow into a or allow more containers and prevent backflow, so that For the supply of the water power machines there is a constant supply of water Level is higher than the outside water.

Eine deartige Anlage läßt sich mit ihren einzelnen Bauteilen weitgehend typisieren, wodurch die Fertigung, Montage und Wartung vereinfacht werden. Außerdem können je nach Standort mehrere Anlagen zu einer Gruppe gekoppelt werden, welche nach Bedarf verkleinert oder vergrößert werden kann. Auch ist es möglich, die einzelnen Anlagen nach der von den Wellen bevorzugten Richtung auszurichten; was z.B. durch Fern- oder Eigensteuerung einer Rudereinrichtung möglich ist, so daß eine optimale Ausnützung des Wellenganges gewährleistet ist.Such a system can largely be used with its individual components typify, which simplifies production, assembly and maintenance. aside from that Depending on the location, several systems can be linked to form a group, which can be reduced or enlarged as required. It is also possible to individual To align systems in the direction preferred by the waves; what e.g. by Remote or self-control of a rowing device is possible, so that an optimal Utilization of the swell is guaranteed.

Da bei derartigen Anlagen angestrebt wird, mit möglichst geringem Wartungsaufwand auszukommen, schlagt die Erfindung besonders ausgebildete Speichervorrichtungen vor, bei welchen eine selbsttätige pumpenshnliche Wirkung zum FUllen des Speicherbehälters erreicht wird.Since the aim in such systems is as low as possible To get along with maintenance effort, the invention suggests specially designed storage devices before, in which an automatic pump-like effect for filling the storage container is achieved.

Eine -bevorzugte Einrichtung für diesen Zweck ist erfindungsgemdß dadurch gekennzeichnet, daß die anströmseitige Behälteröffnung mit einer oder mehreren, vorzugsweise vertikalen, Klappen verschlossen ist, welche durch die kinetische Energie der Wellen im Einströmsinne sich öffnen und beim ZurUckgehen der Energie sich selbsttätig schließen.A preferred device for this purpose is in accordance with the invention characterized in that the upstream container opening with one or more, preferably vertical, flaps closed by the kinetic energy of the waves in the inflow sense open and when the energy goes back, they open themselves automatically conclude.

Eine andere Möglichkeit für eine selbsttötige Speicherwirkung besteht erfindungsgemäß darin, daß der behälter anströmseitig mit einer Prallfläche versehen ist, welche in strömungsgunstiger Form soweit schrug nach oben verläuft daß dasbewegte Wasser Uber die obere Kante der Prollflöche in den Behälter abfällt.There is another possibility for a self-sufficient storage effect according to the invention in that the container is provided on the inflow side with an impact surface is, which runs so far sloping upward in aerodynamic form that the moving Water falls over the upper edge of the tread area into the container.

Dieser Vorschlag hat den Vorteil, daß hier die beweglichen Klappen entbehrlich sind, wodurch die Betriebssicherheit erhöht-ist. Andererseits muß jedoch in Kauf genommen werden, daß der Speichereffekt etwas geringer ist, als bei der vorgeschlagenen Ausfuehrung mit Klappen, welche wie Einwegventile wirken.This proposal has the advantage that here the movable flaps are dispensable, whereby the operational safety is increased. On the other hand, however, must be accepted that the memory effect is slightly less than with the proposed design with flaps, which act like one-way valves.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand der Zeichnung erläutert, in welcher Ausführungsbeispiele dargestellt sind.Further details of the invention are explained with reference to the drawing, in which embodiments are shown.

Es zeigen Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Anlage, Fig. 2 eine andere Speichervorrichtung im Längsschnitt, Fig. 3 die teilweise Ansicht der Fig. 2 in Pfeilrichtung A, Fig. 4 den Grundriß einer Dreiergruppe.1 shows the longitudinal section through an installation, and FIG. 2 shows another Storage device in longitudinal section, FIG. 3 shows the partial view of FIG. 2 in Direction of arrow A, Fig. 4 the plan of a group of three.

Die erfindungsgemäße Anlage besteht im Prinzip aus einem Schwimmkörper 1, welcher in bekannter Weise an verschiedenen Stellen mit, nicht näher dargestellten, Ankereinrichtungen versehen ist. Auf dem Schwimmkörper ist ein Speicherbehölter 2 angeordnet, der anströmseitig mit einer Prallfläche 3 versehen ist.The system according to the invention consists in principle of a floating body 1, which in a known manner at various points with, not shown, Anchoring devices is provided. There is a storage container on the float 2, which is provided with an impact surface 3 on the inflow side.

Das im wesentlichen aus einer Wasserkraftmaschine bzw. Turbine 4 und einem Stromerzeuger 5 bestehende Energie-Aggregat ist am abströmseitigen Ende des Schwimmkörpers angebaut und völlig eingekapselt.This essentially consists of a water power machine or turbine 4 and a power generator 5 existing energy unit is at the downstream end of the Float attached and completely encapsulated.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel verläuft die-Prallfläche 3 in strömungsgunstiger WeiseFchrdg nach oben. Die Höhe ist nach Erfahrungswerten so bemessen, daß ein wesentliches Volumen der an der Prallfldthe aufsteigenden Wellen Uber die obere Kante in den oben offenen Speicherraum gelangt. Durch entsprechende Auslegung des Querschnitts des zur Wasserkraftmaschine 4 fUhrenden Kanales 6 kann eine gewisse Gleichförmigkeit bzw. Kontinuitat der Baufschlagung des Turbinenrades erreicht werden0 Der erzeugte Strom wird dem Verbraucher zweckmäßig über eine Stromspeicheranlage zugefUhrt, welche von mehreren Wasserkraftanlagen der beschriebenen Art gespeist wird.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the baffle surface runs 3 in an aerodynamically favorable mannerFchrdg upwards. The amount is based on experience dimensioned so that a substantial volume of the waves rising at the impact surface Via the upper edge it reaches the storage space that is open at the top. Through appropriate Design of the cross section of the channel 6 leading to the water power machine 4 can a certain uniformity or continuity of the impact of the turbine wheel The electricity generated is expediently supplied to the consumer via an electricity storage system supplied, which is fed by several hydropower plants of the type described will.

Das Wasser fließt durch die Oeffnung 7 in einen Bereich der Wasserfläche, in welchem keine störenden Wellenbewegungen vorhanden sind.The water flows through the opening 7 into an area of the water surface, in which there are no disturbing wave movements.

Durch die erfindungsgemöße Anordnung von Schutzwönden 8 (Fig. 4) kann noch eine bessere Wasserberuhigung indiesem Bereich erreicht werden.The inventive arrangement of protective walls 8 (Fig. 4) can even better water calming can be achieved in this area.

Bei dem Ausführunysbeispiel nach Fig0 2 und 3 ist die Prallfläche 3 mit Öffnungen 10, 11, 12 versehen, welche durch Klappen 13 verschlossen sind. Letztere sind schwenkbar in Lagern.14 geführt und werden durch die kinetische Energie der Wellen nach innen geöffnet, so daß das Wasser in den Speicher 2 strömen kanne Sobald der Wasserdruck einen gewissen unteren Wert erreicht hat, schließen die Klappen selbsttätig, wobei die Schließkraft, z,B. durch in den Lagern 14 eingebaute Dreh federn und/oder durch den inneren Wasserüberdruck ausgeübt wird. Zur guten Abdichtung können die Klappen mit Dichtleisten 15 versehen sein0 Bei dieser Ausführung wirken die Klappen 13 als Einweg-Ventile, so daß eine Pumpwirkung vorhanden ist, durch welche eine größere Gefallhöhe im Speicher gegenUber der Ausfuehrung nach Fig. 1 erreichbar sein dUrfte. Dabei ist auch eine Kombination der in Fig. 1 bzw. Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungen denkbar, wobei der obere Teil der Prallwand bei Figur 1 mit einer Klappe (s. 13, Fig. 2) versehen ist, so daß auch bei niedrigeren Wellen eine FUllwirkung vorhanden ist.In the Ausführungsunysbeispiel according to Fig0 2 and 3 is the baffle 3 provided with openings 10, 11, 12 which are closed by flaps 13. The latter are pivotable in bearings.14 and are guided by the kinetic energy the waves open inwards so that the water can flow into the memory 2 As soon as the water pressure has reached a certain lower value, the flaps close automatically, whereby the closing force, e.g. by built in the bearings 14 rotation springs and / or is exerted by the internal excess water pressure. For a good seal the flaps can be provided with sealing strips 15 work in this version the flaps 13 as one-way valves, so that there is a pumping action which has a greater gradient in the reservoir compared to the design according to FIG. 1 should be attainable. A combination of the in Fig. 1 and Fig. 2 and 3 are conceivable, the upper part of the The baffle in Figure 1 is provided with a flap (see 13, Fig. 2), so that also at lower waves there is a filling effect.

Um mögliche Störungen durch Eindringen von Unrat usw. zu vermeiden, können vor die Öffnungen in der Prallwand Schutzgitter 16 angeordnet werden.In order to avoid possible malfunctions due to the ingress of rubbish etc., Protective grille 16 can be arranged in front of the openings in the baffle wall.

In Fig. 4 ist eine Gruppe von drei Anlagen gezeigt, wobei jeder Speicherbehdlter 2 ein Stromaggregat 4, 5 speist. Erfindungsgemaß ist die Gruppe auf der Anströmseite mit Leitwänden 17 versehen, wodurch der erfaßbare Wellenbereich vergrößert wird.In Fig. 4 a group of three systems is shown, each storage container 2 a generator 4, 5 feeds. According to the invention, the group is on the upstream side provided with guide walls 17, whereby the detectable wave range is increased.

Um einen störungsfreien Abfluss des aus den Turbinen kommenden Wassers zu gewährleisten, ist erfindungsgemaß die Anlagengruppe mit den schon erwdhnten Schutzwanden 8 versehen, die den Abflußbereich gegen den seitlichen Wellengang abschirmen.A trouble-free drainage of the water coming from the turbines According to the invention, the system group with those already mentioned is to be ensured Protective walls 8 provided, which shield the drainage area from the side swell.

Außerdem ist in Fig. 4 sichtbar, daß es zweckmäßig ist, den Schwimmkörper 1,im Interesse einer stabilen Schwimmlage und eines ausreichenden Auftriebs bei gefUllten Behditern,jeweils wesentlich breiter als den Speicherbehälter 2 auszubilden.In addition, it can be seen in Fig. 4 that it is expedient to use the float 1, in the interests of a stable swimming position and sufficient buoyancy Filled containers, each much wider than the storage container 2.

Claims (5)

AnsprUcheExpectations 1. Wasserkraftanlage, bei welches der Wellengang großer Gewässer, insbesondere die Meeresbrandung, zur Gewinnung elektrischer Energie ausgenützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die komplette Anlage auf einer schwimmenden, verankerbaren, Plattform (1) angeordnet ist, wobei in Richtung der Wellenbewegung einsetzbare Speichervorrichtungen (2,3) vorgesehen sind, welche ein Einströmen des Wassers in einen oder mehrere Behälter ermöglichen und ein Zuruckströmen verhindern, so daß sich fUr die Speisung der Wasserkraftmaschinen ständig ein Wasservorrat bildet, dessen Niveau höher liegt als das Außenwasser.1. Hydropower plant, in which the swell of large bodies of water, in particular the sea surf is used to generate electrical energy, characterized in that the complete system is on a floating, anchorable, Platform (1) is arranged, storage devices which can be used in the direction of the wave movement (2,3) are provided, which allow the water to flow into one or more containers allow and prevent a backflow, so that there is a power supply for the water power machines constantly creates a water supply, the level of which is higher than the outside water. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anströmseitige Behälteröffnung mit einer oder mehreren, vorzugsweise vertikalen, Klappen (13) verschlossen ist, welche durch die kinetische Energie der Wellen im Einströmsinne sich öffnen und beim Zurückgehen der Energie sich selbsttätig schließen.2. Plant according to claim 1, characterized in that the inflow side Container opening closed with one or more, preferably vertical, flaps (13) which open through the kinetic energy of the waves in the inflow sense and close automatically when the energy drops. 3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter anströmseitig mit einer Prallfläche (3) versehen ist, welche in strömungsgunstiger Form soweit schräg nach oben verläuft, daß das bewegte Wasser über die obere Kante der Prallfläche in den Behälter abfällt.3. Plant according to claim 1, characterized in that the container Is provided on the inflow side with a baffle (3), which in flow-favorable The shape is inclined upwards so that the moving water over the upper edge the baffle drops into the container. 4. Anlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Behälter anströmseitig mit Leitwänden (17) versehen ist, welche einen trichterförmigen Einströmraum bilden.4. Plant according to the preceding claims, characterized in that that each container is provided on the inflow side with baffles (17), which one Form funnel-shaped inflow space. 5. Anlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter bzw. eine Behöltergruppe abströmseitig mit seitlichen Schutzwönden (8) gegen den Wellengang versehen ist.5. Plant according to the preceding claims, characterized in that that the container or a container group on the downstream side with protective walls at the sides (8) is provided against the swell.
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